(57)【要約】【課題】  オーバーラン時においてプーリからの荷重を直接受けることが無く、摩擦による発熱を低減でき、耐摩耗性や耐焼付き性に優れた一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を提供することである。【解決手段】  一方向ローラクラッチにおいて、カム面に形成された凹部２０に、ローラ１７がその円周方向他端部２５と同時に仮想的に接触する、ランプ面２４の傾斜に沿って延ばした仮想面２７上の仮想接触位置２８を跨ぐように、ローラ１７と接触しない溝部２９が形成されている。【選択図】  図２
2005265046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム面と円筒面の一方を外周面に有する内輪と、前記カム面と前記円筒面の他方を内周面に有する外輪と、前記カム面と前記円筒面間に形成された各楔空間にそれぞれ配置された複数のローラと、該ローラを個々に収容する複数のポケットを有する保持器と、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備えた一方向ローラクラッチであって、
前記カム面には、円周方向に亘って複数の凹部が形成されており、
前記凹部は、その円周方向一端部から深さを漸次増加する、前記ローラが転接可能なランプ面を備え、
前記凹部は、前記ローラがその円周方向他端部と同時に仮想的に接触する、前記ランプ面の傾斜に沿って延ばした仮想面上の仮想接触位置を跨ぐように、前記ローラと接触しない溝部を有することを特徴とする一方向ローラクラッチ。
【請求項２】
前記凹部と溝部との連続部は、面取りが施されていることを特徴とする請求項１に記載の一方向ローラクラッチ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の一方向ローラクラッチが組み込まれた一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置に関し、より詳細には、自動車用補機であるオルタネータ、コンプレッサ、自動車始動装置を構成するスタータモータ等の回転軸の端部に固定して使用する一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の駆動用エンジンを駆動源として、自動車に必要な発電を行うオルタネータ等の補機を駆動するためのプーリ装置として、一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば、オルタネータに組み込まれる一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置では、クランク軸に固定された駆動プーリに懸架された駆動ベルトが掛け渡される従動プーリと、オルタネータの回転軸に固定されるスリーブとが設けられ、従動プーリとスリーブとの間に一方向ローラクラッチ及び一対のサポート軸受が配置されている。
【０００４】
そして、従動プーリの回転角速度がオルタネータの回転軸の回転角速度より速い場合には、一方向ローラクラッチのローラのくさび作用によって、従動プーリとスリーブとが相対回転不能（ロック状態）となり、エンジンの回転力がオルタネータの回転軸に伝達される。一方、従動プーリの回転角速度がオルタネータの回転軸の回転角速度より遅い場合には、従動プーリとスリーブとの相対回転が自在（オーバーラン状態）となる。従って、クランク軸の回転角速度が変動した場合でも、一方向ローラクラッチの作用により、無端ベルトとプーリが擦れ合うことが防止され、鳴きと呼ばれる異音の発生や摩耗による無端ベルトの寿命低下を防止すると共に、オルタネータの発電効率が低下することを防止できる。
【０００５】
具体的に、上記のプーリ装置に組み込まれる一方向ローラクラッチは、図５に示されるように、内周面を全周に亘ってほぼ円筒面１０１とした外輪１００と、外周面に凹部１０３が等間隔に形成された内輪１０２と、凹部１０３と円筒面１０１間に形成された各楔空間に回動自在に配置された複数のローラ１０４と、ローラ１０４を個々に収容する複数のポケットを有する保持器１０５と、ローラ１０４を楔空間の幅の狭い方向、即ちロック方向へ弾性的に押圧する弾性体１０６とを備える。
【０００６】
そして、ロック状態においては、ローラ１０４は外輪１００の外周面から受ける力と弾性体１０６の弾性力とに基づき、凹部１０３が浅くなった側で楔状に食い込む。また、オーバーラン状態においては、ローラ１０４は外輪１００の外周面から受ける力に基づき、弾性体１０６の弾性力に抗して、凹部１０３が深くなった側に変位する。
【特許文献１】特開平７−３１７８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一方向ローラクラッチでは、通常、弾性体１０６によって凹部１０３の深さが深くなる側の円周方向端部１０３ａとローラ１０４が接触することを回避している。しかしながら、サポート軸受の偏心量、軸受隙間、プーリ装置の各部材の寸法誤差等によって、オーバーラン時にサポート軸受が支持すべき荷重を一方向ローラクラッチで支持しなければならない状況となる。即ち、円筒面１０１の半径をD、また、一方向ローラクラッチの軸心からオーバーラン時におけるローラ１０４の転動面までの最大距離ｄとすると、一方向ローラクラッチの軸心に対するプーリの最大偏心量が一方向ローラクラッチの隙間（Ｄ−ｄ）以上となる場合に、オーバーラン時に一方向ローラクラッチにサポート軸受が支持すべき荷重がかかる。このような事態が発生すると、弾性体１０６の変形量が増大し、ローラ１０４が円周方向端部１０３ａと接触してしまい、図６に示されるように、ローラ１０４は円周方向端部１０３ａ、凹部接触位置１０３ｂ、及び円筒面１０１の三ヶ所での滑り接触状態となってしまう。その結果、ローラとの各接触位置において、異常発熱や異常摩耗が引き起こされ、破損やクラッチ性能の低下といった問題が発生する虞があった。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、オーバーラン時においてプーリからの荷重を直接受けることが無く、摩擦による発熱を低減でき、耐摩耗性や耐焼付き性に優れた一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  カム面と円筒面の一方を外周面に有する内輪と、前記カム面と前記円筒面の他方を内周面に有する外輪と、前記カム面と前記円筒面間に形成された各楔空間にそれぞれ配置された複数のローラと、該ローラを個々に収容する複数のポケットを有する保持器と、前記ローラをロック方向に弾性的に押圧する弾性体とを備えた一方向ローラクラッチであって、
前記カム面には、円周方向に亘って複数の凹部が形成されており、
前記凹部は、その円周方向一端部から深さを漸次増加する、前記ローラが転接可能なランプ面を備え、
前記凹部は、前記ローラがその円周方向他端部と同時に仮想的に接触する、前記ランプ面の傾斜に沿って延ばした仮想面上の仮想接触位置を跨ぐように、前記ローラと接触しない溝部を有することを特徴とする一方向ローラクラッチ。
（２）  前記凹部と溝部との連続部は、面取りが施されていることを特徴とする（１）に記載の一方向クラッチ。
（３）  （１）または（２）に記載の一方向ローラクラッチが組み込まれた一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置によれば、カム面に形成された凹部に、ローラがその円周方向他端部と同時に仮想的に接触する、ランプ面の傾斜に沿って延ばした仮想面上の仮想接触位置を跨ぐように、ローラと接触しない溝部が形成されているので、オーバーラン時においてプーリからの荷重を直接受けることが無く、摩擦による発熱を低減でき、優れた耐摩耗性や耐焼付き性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の各実施形態に係る一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態である一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図であり、図２は図１における一方向ローラクラッチの断面図である。また、図３及び図４は、一方向ローラクラッチのカム面の一部を示す斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置１０は、オルタネータ等の補機の回転軸（図示せず）に螺合して固定自在なスリーブ１１と、スリーブ１１の径方向外側にスリーブ１１と同芯に配設され、外周面にベルト溝１２ａが形成されたプーリ１２とを備えている。ベルト溝１２ａには、エンジンのクランク軸に固定された駆動プーリ（図示せず）に懸架された駆動ベルト（図示せず）が掛け渡されている。
【００１４】
また、スリーブ１１の軸方向中間部における外周面とプーリ１２の軸方向中間部における内周面との間には、一方向ローラクラッチ１３が配置されており、スリーブ１１の軸方向両端部における外周面とプーリ１２の軸方向両端部における内周面との間には、一方向ローラクラッチ１３を狭持するように一対のサポート軸受１４が配置されている。サポート軸受１４としては、深溝玉軸受が使用されており、プーリ１２に加わるラジアル荷重を支承しつつ、スリーブ１１とプーリ１２とを相対回転可能に支持する。
【００１５】
図１及び図２に示されるように、一方向ローラクラッチ１３は、スリーブ１１の外周面に圧入固定され、回転軸と共に回転する内輪１５と、プーリ１２の内周面に圧入固定されると共に、内輪１５の周囲に内輪１５と同芯に配置された筒状の外輪１６と、内輪１５の外周面と外輪１６の内周面との間に回動自在に設けられた複数のローラ１７とを備える。  また、ローラクラッチ１３は、各ローラ１７を個別に収容する複数のポケットを有する保持器１８と、保持器１８に固定され、各ローラ１７をロック方向に弾性的に押圧する弾性体であるばね１９とを有している。
【００１６】
内輪１５の外周面は、円周方向において等間隔に形成された複数の凹部２０と、隣接する凹部２０間に形成された断面円弧状の面２１とを有するカム面をなしており、ローラ１７は外輪１６の円筒面２２と各凹部２０とから形成される楔空間に回動自在に保持されている。そして、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より速い場合、即ち、外輪１６が内輪１５に対して所定の方向に相対回転する傾向となる場合には、ローラ１７は外輪１６の外周面から受ける力とばね１９の弾性力とに基づき、凹部２０が浅くなった側、即ち、楔空間の幅の狭い側で楔状に食い込み、外輪１６と内輪１５との間で各ローラ１７が係合する。これにより、プーリ１２とスリーブ１１とが相対回転不能（ロック状態）となり、エンジンの回転力が回転軸に伝達される。一方、プーリ１２の回転角速度が回転軸の回転角速度より遅い場合には、ローラ１７は外輪１６の外周面から受ける力に基づき、ばね１９の弾性力に抗して、凹部２０が深くなった側、即ち、楔空間の幅の広い側に変位し、ローラ１７の係合が解除されて、プーリ１２とスリーブ１１との相対回転が自在（オーバーラン状態）となる。
【００１７】
ここで、内輪１５の外周面に形成された凹部２０は、その円周方向一端部２３から深さを漸次増加する、ローラ１７が転接可能なランプ面２４と、円周方向他端部２５からランプ面２４に向けて延びる湾曲した底面２６とを備える。さらに、凹部２０は、ローラが円周方向他端部２５と同時に仮想的に接触する、ランプ面２４の傾斜に沿って延ばした仮想面２７上の仮想接触位置２８（図６の従来の凹部接触位置１０３ｂに対応）を跨ぐように、ローラと接触しない、母線形状が単一円弧状の溝部２９を有する。また、溝部２９と凹部２０との連続部３０は、円弧状の面取りが施されている。
【００１８】
このような構成によって、オーバーラン時において、偏心量や寸法誤差の影響により、一方向ローラクラッチ１３の軸心に対するプーリ１２の最大偏心量が一方向ローラクラッチ１３の隙間（Ｄ−ｄ）以上となる場合でも、溝部２９によりローラ１７が仮想接触位置２８（従来の凹部接触位置１０３ｂ）よりも内輪側に位置するため、ローラ１７と円筒面２２との間に隙間ａを確保することができる。また、溝部２９と凹部２０との連続部３０には、面取りが施されているので、より大きな隙間ａを確保することができる。
【００１９】
従って、オーバーラン時においてプーリ１２が偏心してもプーリ１２からの荷重を受けることがなくなるので、ローラ１７との各接触位置において、摩擦による発熱を防止し、熱的損傷や異常摩耗による破損を防止することができる。
【００２０】
なお、溝部２９と凹部２０との連続部３０の面取りは、円弧状としたが、直線状に施されてもよい。
また、溝部２９の母線形状は、円弧状に限定するものではなく、図３に示されるように、両側部及び底部が全て直線で形成された形状や、両側部が円弧状で底部が直線で形成された形状であってもよい。
さらに、溝部２９の溝幅は円周方向端部２５から凹部２０のランプ面２４における係合に寄与する接触位置より深さが深くなる側であれば任意に決定することができる。従って、例えば、図４に示すように、凹部２０の底部２６と溝部２９とを別々に形成せずに、仮想面２７上の接触位置２８より楔空間の幅狭方向の位置近傍から円周方向他端部２５に亘って溝部２９を形成してもよい。
【００２１】
従って、本実施形態の一方向ローラクラッチおよび一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置によれば、カム面に形成された凹部２０に、ローラ１７がその円周方向他端部２５と同時に仮想的に接触する、ランプ面２４の傾斜に沿って延ばした仮想面２７上の仮想接触位置２８を跨ぐように、ローラ１７と接触しない溝部２９が形成されているので、オーバーラン時においてプーリ１２からの荷重を直接受けることが無く、摩擦による発熱を低減でき、優れた耐摩耗性や耐焼付き性を得ることができる。
【００２２】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
本発明において、一方向ローラクラッチの軸方向両側に配置されたサポート軸受は、深溝玉軸受以外の形式の転がり軸受であってもよい。
本実施形態では、ローラクラッチ内蔵型プーリ装置はオルタネータの回転軸と従動プーリ間に装着されたが、スタータのプーリと回転軸間に装着されてもよく、この場合には、内輪の外周面を円筒面とし、外輪の内周面にカム面を形成し、内輪が外輪に対して所定方向に相対回転する傾向となる場合にのみ、内輪と外輪との間で回転力の伝達が自在となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態における一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置の縦断面図である。
【図２】本実施形態における一方向ローラクラッチの拡大断面図である。
【図３】本実施形態の第１の変形例における一方向ローラクラッチの拡大断面図である。
【図４】本実施形態の第２の変形例における一方向ローラクラッチの拡大断面図である。
【図５】従来の一方向ローラクラッチの拡大断面図である。
【図６】従来の一方向ローラクラッチにおいて、ローラが縁部、凹部接触位置、円筒面と接触した状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０            一方向ローラクラッチ内蔵型プーリ装置
１１            スリーブ  
１２            プーリ
１２ａ          ベルト溝
１３            ローラクラッチ
１４            サポート軸受
１５            内輪
１６            外輪
１７            ローラ
１８            保持器
１９            ばね（弾性体）
２０            凹部
２２            円筒面
２３            円周方向一端部
２４            ランプ面
２５            円周方向他端部
２６            底面
２７            仮想面
２８            仮想接触位置
２９            溝部
３０            連続部
【図１】
2005265046.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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